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infotek 2024-11-11 07:54

基于SLM光束整形系统中光学系统像差的研究

空间光调制器(SLM.0003 v1.0) 7oC8I D  
应用示例简述 y:E$n!  
1. 系统细节 $$$[Vn_H<  
 光源 ?* +>T@MH  
— 高斯激光束 w!`e!}  
 组件 |QZ E  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 ByE@4+9  
— 不同的傅里叶透镜设计(球面,非球面) 具有不同的性能和像差 ,OrrGwp&  
 探测器 LmY[{.'tX  
— 视觉感知的仿真 bRggt6$z  
— 高帽,转换效率,信噪比 (0@b4}Z  
 建模/设计 W2`3PEa  
— 场追迹: n+ H2cl }  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 U `lp56  
0OlT^  
2. 系统说明 P\@kqf~pC  
(-J'x%2)  
Y{~`g(~9_A  
B3yTN6-  
3. 建模&设计结果 8@doKOA~T  
M]%dFQ  
不同真实傅里叶透镜的结果: 7`7M4  
XlXt,  
~p'|A}9[/  
P@bPdw!JA  
4. 总结 oumbJ7X=L  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 ;wJe%Nw?  
-F(luRBS(W  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 8_wh9   
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 nWc@ufY  
-k:x e:$  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统,如非球面系统。 r=37Q14v  
%Cj_z  
应用示例详细内容 8 mOGEx  
o; 6^:  
系统参数 Aua}.Fl,  
fVZ9 2Xw B  
1. 该应用实例的内容 Wm{ebx  
@#^Y# rxb  
VcsM Da  
|bQF.n_  
p7{H "AC  
2. 仿真任务 PZ#up{[o  
.*n*eeD,  
在之前的案例中,采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中,使用真实的透镜进行替换,该透镜存在多种光学像差。 _KtV`bF  
b)#rUI|O  
3. 参数:准直输入光源 I5QtPqB>  
-awG1 4%  
g[O  
]1zud  
4. 参数:SLM透射函数 \N-3JOVy  
FSz<R*2  
QrFKjmD<  
5. 由理想系统到实际系统 G$KQgUN~[  
y$di_)&g  
O8>&J-+2  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 Jqgm>\y  
 因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 1R yE8DdP  
 对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 AEx VKy  
 实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 -{C Gn5]_#  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 t_16icF9U  
3P>1-=  
)}"`$6:k`  
ai?N!RX%H  
HCkfw+gaV  
应用示例详细内容 N^wHO<IO 1  
#*w)rGkU2  
仿真&结果 ? F!c"+C  
8sBT&A6&j  
1. VirtualLab中SLM的仿真 V?0IMc  
rH,@"( p\  
 由于可以嵌入组件,VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜,真实透镜等)。 4^YE*6z  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 G;W2Z,  
 为优化计算加入一个旋转平面 TF!v,cX  
")txFe  
sV5") /~  
?EHheZ{  
2. 参数:双凸球面透镜 4W49*Je  
f9},d1k  
E`@Z9k1 `  
 首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 UU[z\^w| E  
 由于对称形状,前后焦距一致。 &%@O V:C  
 参数是对应波长532nm。 -&]!ig5v  
 透镜材料N-BK7。 Jd v;+HN[  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 b$Dh|-8  
f)a0!U 44  
wD$UShnm9-  
}(XKy!G6  
/NiD#s0t  
1ZRkVHiz0  
3. 结果:双凸球面透镜 H[OgnnM  
.L"IG=Uh#  
u^JsKG+,:  
 生成的礼帽光束是一个干涉图案的叠加,干涉图案的出现时由于像差造成的。 :/Es%z D  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 ]e7?l/N[  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 (dQ=i  
uPYH3<  
T*=*$%  
vp*+C kd  
y:Of~ ]9@  
4. 参数:优化球面透镜 9 6#]P  
nfGI4ZE  
E'U x2sh  
 然后,使用一个优化后的球面透镜。 [Y@>,B!V  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 >nih:5J,ja  
 优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 kcg\f@d$  
 透镜材料同样为N-BK7。 <;~u@^>  
to,\n"$~!  
~7*2Jp'  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 Q@NFfJJ  
o59$v X,  
^[Ka+E^Q  
=8<~pr-NO  
5. 结果:优化的球面透镜 kmt1vV.9  
Z(Y:  
h4F%lGot  
 由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 b l+g7g;  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 ]PoWL;E'  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 > l0H)W  
IOuqC.RJ}o  
p)?6#~9$  
cgQ6b.  
6. 参数:非球面透镜 VHl1f7%@H  
yrfV&C%=n  
2E!~RjxSY  
 第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 '/@wk#,  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 &TA{US3~  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 6(4d3}F  
Q3&q%n|<  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 g; ] '  
h"0)spF"d  
h ! R=t  
P}A!C9Frh  
\#I$H9O  
7. 结果:非球面透镜 T>L?\-  
Ox-eB  
^rP]B-)  
 生成期望的高帽光束形状。 6b'.WB]-  
 不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 A0k?$ko  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 b7Zo~ Z  
{A:uy  
X|eZpIA45  
&s(&B>M  
A!x&,<  
8. 总结 W [K.|8ho  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 wT::b V{  
y*vSt^  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。  NzP71t+  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 VK1B}5/  
TSsZzsdr2  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统,如非球面系统。 _"yA1D0d_  
@y`xFPB  
扩展阅读 |.UY' B  
!+^'Ej)z  
扩展阅读 Em@:Qm EN  
 开始视频 <L#d <lx  
-     光路图介绍 0x!&>  
 该应用示例相关文件: x}?<9(nE c  
-     SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 5j1d=h  
-     SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真
AO|9H`6U6F  
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